DE1170814B - Fluessigkeits-Abfuellstutzen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 67 c

Deutsche Kl.: 64 b-10

Nummer: 1170 814

Aktenzeichen: D 32431III / 64 b

Anmeldetag: 26. Januar 1960

Auslegetag: 21. Mai 1964

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeits-Abfüllstutzen zum Füllen von Behältern unter Gegendruck mit mit Ventilen versehenden Spanngas-, Rückgas- und Flüssigkeitsleitungen, wobei das Flüssigkeitszufuhrventil durch einen Elektromagneten gesteuert wird.

Es ist bekannt, bei Flüssigkeits-Abfüllstutzen die Tätigkeit des die Flüssigkeitszufuhr zum Behälter regelnden Ventils durch einen Elektromagneten zu steuern. Bei diesen bekannten Vorrichtungen ist keine elektromagnetische Steuerung der Tätigkeit der Spanngas- und Rückgasleitungen vorgesehen. Weiterhin ist eine Fülleinrichtung für Flaschen und andere Gefäße bekannt, bei der eine Gasleitung zentrisch zur Flüssigkeitsleitung verläuft und die Gasleitung infolge einer Bewegung des Flüssigkeitsrohres relativ zum Gasrohr offengelegt bzw. verschlossen wird. Sämtliche bekannten Abfüllstutzen haben den Nachteil, relativ komplizierte Vorrichtungen zu sein, mit denen es trotz ihrer Kompliziertheit nicht möglich ist, den Gasstrom sowohl während der einleitenden Füllung .des Behälters mit Druckgas als auch während der Rückführung des Gases und gleichzeitigen Füllung des Behälters mit Flüsigkeit zu regeln.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen dem Bekannten gegenüber einfachen Flüssigkeits-Abfüllstutzen anzugeben, bei dem der Gasstrom im oben beschriebenen Sinn dauernd gesteuert wird. Zugleich soll der Stutzen, ohne komplizierte Sicherungsvorrichtungen zu erfordern für den Fall, daß — insbesondere bei automatischer Abfüllung — kein Behälter unter dem Stutzen steht oder der Behälter nicht richtig unter dem Stutzen steht oder gar der Behälter unter dem Stutzen irgendwann während des Füllvorganges bricht, automatisch verschlossen bleiben bzw. sich schließen, so daß kein nennenswerter Verlust an Flüssigkeit oder Gas eintritt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß die Ventile, die das Unterdrucksetzen und die Rückführung des Gases ebenso wie die Flüssigkeitszufuhr ermöglichen, konzentrisch angeordnet und durch einen einzigen Elektromagneten steuerbar sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß die Spann- und Rückgasleitung aus einer einzigen zentrisch angeordneten Leitung besteht, welche in ihrer Wandung mindestens einen Durchbruch aufweist, über den sie mit dem Druckgasraum der Abfüllvorrichtung in Verbindung steht, und welche an ihrem unteren Ende einen Sitz für das Gasventil aufweist, das von einer im Inneren der Leitung befindlichen Ventilstange ge-Flüssigkeits-Abfüllstutzen

Anmelder:

Jean Joseph De Keersmaecker, Wolvertem
(Belgien)

Vertreter:

Dipl.-Phys, W. Kemp, Patentanwalt,

Köln-Lindenthal, Laudahnstr. 27/29

Als Erfinder benannt:

Jean Joseph De Keersmaecker, Wolvertem

(Belgien)

Beanspruchte Priorität:

Belgien vom 28. Januar 1959 (575 168)

tragen und betätigt wird, wobei diese Ventilstange an ihrem oberen Ende Mittel aufweist, mit denen sie der Wirkung der Elektromagneten ausgesetzt werden kann, ebenso wie sie Mittel aufweist, durch die sie mit der Spann- und Rückgasleitung verbunden ist, und die ihr dennoch eine begrenzte Bewegung in bezug auf diese Leitung erlauben, eine Bewegung, die dem Anheben des von der Ventilstange getragenen Ventils weg von dem von der Leitung getragenen Sitz des Ventils entspricht; ferner zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß die gemeinsame Spann- und Rückgasleitung außen an einer zwischen ihren beiden Enden liegenden Stelle als Ventil ausgebildet ist, welches mit einem Ventilsitz zusammenarbeitet, den der Boden des Flüssigkeitsvorratsbehälters an derjenigen Stelle aufweist, wo durch diesen die Rückgasleitung hindurchtritt, und wo auch die in dem Vorratsbehälter enthaltene Flüssigkeit in einen unter der Abfüllvorrichtung vorgesehenen Behälter überfließen kann, in welchen auch die Spann- und Rückgasleitung hineinragt.

Dabei ist vorgesehen, daß die Ventilstange und das mit dieser Stange einstückige Ventil zwar weg von dessen Sitz unter Wirkung des Elektromagneten anhebbar ist, daß die Wirkung des Elektromagneten jedoch nicht ausreicht, um die durch die Verbindung der Ventilstange mit der Leitung gebildete Einheit anzuheben, bevor der Druck im Behälter im wesentlichen gleich ist dem Druck im Gasraum des Vorratsbehälters.

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Weiterhin zeichnet sich der Stutzen gemäß der Erfindung dadurch aus, daß er Mittel zum Entfernen des Elektromagneten aufweist, die wirksam werden, nachdem die durch die Verbindung von Ventilstange und Leitung sich ergebende Einheit angehoben worden ist, und daß die Strecke der Entfernung so groß ist, daß das magnetische Feld ausreicht, um die Einheit angehoben zu halten, aber nicht ausreicht, um allein die Ventilstange angehoben zu halten, wenn keine gemeinsame Anhebung der Ventilstange mit der Leitung stattgefunden hat, d. h. wenn der im Behälter herrschende Druck sich nicht dem in der Füllmaschine herrschenden Druck angeglichen hat oder sich kein Behälter unter dem Stutzen befindet.

Die zahlreichen Einzelheiten und Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, daß in den Zeichnungen dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Abfüllstutzen gemäß der Erfindung bei geschlossenen Ventilen;

F i g. 2 und F i g. 3 zeigen in ähnlicher Weise wie F i g. 1 die einzelnen Ventilstellungen eines solchen Abfüllstutzens;

F i g. 4 zeigt die Arbeitsweise des Abfüllstutzens bei falscher Lage des zu füllenden Gefäßes.

Der Abfüllstutzen besteht aus einer Leitung 1, an der außen eine mit einer unteren, konzentrischen Dichtung 3 versehene Metallscheibe 2 befestigt ist. Die Anordnung ist in eine Öffnung 6 im Boden des Flüssigkeitsvorratsbehälters 8 der Füllmaschine so eingesetzt, daß die Leitung 1 die öffnung 6 konzentrisch durchsetzt und sie so mit der Dichtung 3 verschließt. Führungselemente U am Sitz des Ventils 2 sorgen dafür, daß der Stutzen sich nur in lotrechter Richtung bewegen kann. Das untere Ende der Leitung 1 ist durch einen konischen Stopfen 13 verschlossen, der einen engen Kanal 14 aufweist. Im oberen Teil der Leitung 1 sind ein oder mehrere Durchbrüche 4 vorgesehen, über die das Leitungsinnere mit dem Druckgasraum 10 in Verbindung steht. Im oberen Teil der Leitung 1 sind außerdem Längsschlitze 12 vorgesehen.

Im Inneren der Leitung 1 ist konzentrisch eine Stange 15 angeordnet, die an ihrem Ende einen ein Ventil 16 bildenden Stopfen aufweist, welcher den Kanal 14 des Stopfens 13 versperrt, der seinerseits den Sitz des Ventils 16 bildet. Die Stange 15 kann in der Leitung 1 auf und ab gleiten, sich aber nicht seitlich bewegen, weil an ihr Führungsnasen 18 angeordnet sind. Ein in der Stange 15 befestigter Querstift 17 greift durch die Längsschlitze 12 in der Leitung 1. Wenn demnach die Stange 15 aus ihrer Ruhestellung — in der sie auf dem Kanal 14 liegt und diesen versperrt — angehoben wird, dann wird der Kanal 14 freigelegt. Wenn die Stange 15 weiter angehoben wird, wird auch die Leitung 1 von dem Querstift 17 mit nach oben genommen.

Oben ist die Stange 15 in einem Teller 19 befestigt, der gleitend in der Leitung 1 angeordnet ist. Der oberhalb des Tellers 19 liegende Teil 20 der Stange 15 weist oben einen Kopf 21 auf, der in einem Einsatzstück 22 angeordnet ist, das aus Weicheisen oder Nickel besteht und somit magnetisch angezogen werden kann. Zwischen dem Einsatzstück 22 und dem Teller 19 ist eine Feder 23 angeordnet, welche diese Teile auseinanderdrängt, d. h. das Einsatzstück 22 gegen den Kopf 21 drückt.

Im Ruhezustand befindet sich die Oberkante des Einsatzstückes 22 im Abstand H von einer dünnen Verschlußplatte 24 der Füllmaschine, wobei diese Platte dort aus einem Metall besteht, welches den magnetischen Fluß eines Elektromagneten 25 durchläßt. Wie unten näher beschrieben, entspricht dieser Abstand H genau der Summe aus dem Abstand H', der bei Schließstellung zwischen dem Querstift 17 und dem oberen Rand der Schlitze 12 in der Leitung 1 ίο liegt, und dem Abstand H", um den sich das Ventil 2 anheben muß, damit Flüssigkeit in den Behälter 26 eintreten kann.

Der Vorratsbehälter 8 der Füllmaschine enthält eine unter Druck stehende Flüssigkeit 9, auf der ein Luft- oder Kohlensäurepolster liegt.

Wie sich aus der F i g. 2 ergibt, wird, sobald man den Elektromagneten 25 der Fläche 24 nähert, das Einsatzstück 22 angezogen, hebt sich an und nimmt die Stange 15 mit. Das Ventil 16 hebt sich dabei ebenfalls an und gibt den Kanal 14 frei, so daß der Behälter 26 unter Druck gesetzt wird. Dieser ist dicht abschließend an eine Gummidichtung 5 am Vorratsbehälter 8 der Füllmaschine angeschlossen. Bis zu diesem Augenblick haben sich das Ventil 16 und die Stange 15 aber nur um die Strecke H' angehoben, d.h. um den zwischen dem Querstift 17 und der Oberkante der Schlitze 12 liegenden Abstand. Die Leitung 1, die normalerweise in diesem Augenblick vom Querstift 17 nach oben mitgenommen werden müßte, hebt sich nicht an, da der in der Füllmaschine herrschende Druck größer ist als die Zugkraft des Elektromagneten 25. Die Flüssigkeit dringt also erst dann in den Behälter 26 ein, wenn Druckgleichgewicht zwischen dem Druckgasraum 10 und dem Behälterinnenraum hergestellt ist; dieser Druckausgleich wird durch das Anheben des Ventils 16 ermöglicht, wie in F i g. 2 gezeigt.

Die Anziehungskraft des Elektromagneten ist so berechnet, daß sie groß genug ist, bei Druckgleichgewicht alle beweglichen Teile der Vorrichtung und die Flüssigkeitssäule im Vorratsbehälter 8 anzuheben. Sobald das Druckgleichgewicht zwischen dem Vorratsbehälter 8 und dem Behälter 26 hergestellt ist, ist die obenerwähnte, das Wirksamwerden der Anziehungskraft betreffende Bedingung erfüllt, und die Leitung 1 wird ihrerseits von dem Querstift 17 angehoben.

Von diesem Augenblick an strömt die Flüssigkeit (s. F i g. 3) in den Behälter 26 hinein, und zwar an dessen Wandungen entlang, gegen die sie durch einen Abweisschirm 7 gerichtet wird. Das verdrängte Gas entweicht durch den Kanal 14 und den Ringraum zwischen der Leitung 1 und der Stange 15, so daß es wieder über den Spiegel der Flüssigkeit 9 im Behälter 8 tritt. Sobald der Flüssigkeitsspiegel die Höhe des Stopfens 13 erreicht hat, ist die Flasche gefüllt. Der Magnet wird abgeschaltet, und die Ventile 2 und 16 fallen in ihre Sitze zurück. Man braucht dann nur noch den Behälter 26 wegzunehmen und ihn durch einen neuen zu ersetzen.

Das Einsatzstück 22 war während der Öffnungszeit des Ventils 16 um eine Strecke H' angehoben gewesen; es hat sich anschließend während der Öffnungszeit des Ventils 2 um eine Strecke H" angehoben, insgesamt also um H'+ H"= H. Wenn diese Stellung einmal erreicht ist, kann man ohne weiteres den Magneten wiederum um die Strecke H zurückziehen, weil dessen Anziehungskraft in diesem Mo-

ment immer groß genug ist, um die Ventile in Öffnungsstellung zu halten.

Wenn die Einfüllstutzen an einer automatisch arbeitenden Füllmaschine angebracht sind, können verschiedene Fehleinstellungen auftreten.

Ist z. B. keine Flasche vorhanden, wenn der Elektromagnet auf den Stutzen wirkt, so öffnet sich das Ventil 16 beim Anheben des Einsatzstücks 22 um die Strecke H', so daß Druckgas in die freie Atmosphäre entweicht. Da, weil die Flasche fehlt, ein Druckausgleich nicht stattfinden kann, wird das Einsatzstück 22 nicht um die Strecke H" angehoben. Sobald nun der Magnet, wie oben beschrieben, um die Strecke H entfernt wird, beträgt der Abstand zwischen dem Einsatzstück 22 und dem Magneten 25 H + H" oder H'+ 2 H". Dieser Abstand aber ist zu groß, als daß der Magnet seine Anziehungskraft noch wirksam ausüben könnte, und deswegen fällt das Ventil 16 in seinen Sitz zurück. Die Fehleinstellung infolge Fehlens einer Flasche hat also nur einen geringen Gasverlust während der Zeitspanne zur Folge, in der sonst die Flasche unter Druck gesetzt wird.

Wenn an irgendeiner Stelle des Arbeitsablaufes eine Flasche nicht dicht an ihren Einfüllstutzen angeschlossen ist, oder wenn eine Flasche bricht, kann die magnetische Anziehungskraft die Ventile nicht offen halten, weil sich kein Druckausgleich einstellt, bzw., weil dieser wieder aufgehoben wird.

Wenn, wie in Fig. 4 dargestellt, eine Flasche so eingesetzt worden ist, daß alle beweglichen Teile des Einfüllstutzens nach oben gezwängt werden, weil die Flasche nicht richtig zentriert ist oder aus welchem sonstigen Grund auch immer, so wird das Einsatzstück 22 gegen die Abschlußplatte 24 gedrückt, und der Kopf 21 der Stange 15 gleitet selbst im Einsatzstück 22 nach oben, wobei er die Feder 23 um ein entsprechendes Stück zusammendrückt. In diesem Augenblick hat der Abweisschirm 7 die Flüssigkeitsöffnung 6 verschlossen. Während dieser Bewegung, die praktisch augenblicklich erfolgt, bleibt das Ventil 16 geschlossen, während das Ventil 2 geöffnet wird, der Flüssigkeitsweg aber sofort wieder durch den Abweisschirm 7 geschlossen wird, so daß nur ganz wenig Flüssigkeit verlorengeht und andere Nachteile nicht auftreten.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeits-Abfüllstutzen zum Füllen von Behältern unter Gegendruck mit mit Ventilen versehenen Spanngas-, Rückgas- und Flüssigkeitsleitungen, wobei das Flüssigkeitszufuhrventil durch einen Elektromagneten gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (2, 16), die das Unterdrucksetzen und die Rückführung des Gases ebenso wie die Flüssigkeitszufuhr ermöglichen, konzentrisch angeordnet und durch einen einzigen Elektromagneten (25) steuerbar sind.

2. Stutzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spann- und Rückgasleitung aus einer einzigen zentrisch angeordneten Leitung (1) besteht, welche in ihrer Wandung mindestens einen Durchbruch (4) aufweist, über den sie mit dem Druckgasraum (10) der Abfüllvorrichtung in Verbindung steht, und welche an ihrem unteren Ende einen Sitz (13) für das Gasventil (16) aufweist, das von einer im Inneren der Leitung (1) befindlichen Ventilstange (20) getragen und betätigt wird, wobei diese Ventilstange (20) an ihrem oberen Ende Mittel aufweist, mit denen sie der Wirkung der Elektromagneten (25) ausgesetzt werden kann, ebenso wie sie Mittel (12, 17) aufweist, durch die sie mit der Spann- und Rückgasleitung (1) verbunden ist, und die ihr dennoch eine begrenzte Bewegung in bezug auf diese Leitung (1) erlauben, eine Bewegung, die dem Anheben des von der Ventilstange (20) getragenen Ventils (16) weg von dem von der Leitung (1) getragenen Sitz des Ventils (13) entspricht, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Spann- und Rückgasleitung (1) außen an einer zwischen ihren beiden Enden liegenden Stelle als Ventil (2) ausgebildet ist, welches; mit einem Ventilsitz (11) zusammenarbeitet, den der Boden des Flüssigkeitsvorratsbehälters (8) an derjenigen Stelle aufweist, wo durch diesen die Rückgasleitung (1) hindurchtritt, und wo auch die in dem Vorratsbehälter enthaltene Flüssigkeit in einen unter der Abfüllvorrichtung vorgesehenen Behälter (26) überfließen kann, in welchen auch die Spann- und Rückgasleitung (1) hineinragt.

3. Stutzen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilstange (20) und das mit dieser Stange einstückige Ventil (16) zwar weg von dessen Sitz (13) unter Wirkung des Elektromagneten (25) anhebbar ist, daß die Wirkung des Elektromagneten jedoch nicht ausreicht, um die durch die Verbindung der Ventilstange (20) mit der Leitung (1) gebildete Einheit anzuheben, bevor der Druck im Behälter (26) im wesentlichen gleich ist dem Druck im Gasraum (10) des Vorratsbehälters.

4. Stutzen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß er Mittel zum Entfernen des Elektromagneten aufweist, die wirksam werden, nachdem die durch die Verbindung von Ventilstange (20) und Leitung (1) sich ergebende Einheit angehoben worden ist, und daß die Strecke der Entfernung so groß ist, daß das magnetische Feld ausreicht, um die Einheit (20, 1) angehoben zu halten, aber nicht ausreicht, um allein die Ventilstange (20) angehoben zu halten, wenn keine gemeinsame Anhebung der Ventilstange (20) mit der Leitung (1) stattgefunden hat, d. h. wenn der im Behälter herrschende Druck sich nicht dem in der Füllmaschine herrschenden Druck angeglichen hat oder sich kern Behälter unter dem Stutzen befindet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 673 782;
britische Patentschrift Nr. 207 392;
USA.-Patentschriften Nr. 2764 333, 2 847 043, 847 145.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 590/62 5.64 © Bundesdruckerei Berlin